电力电子课程设计--中频电源主电路设计

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1、辽宁石油化工大学课程设计信控学院电气工程及其机动化专业电气1103班题目中频电源主电路设计学生指导老师二零一一年六月课程设计任务书题目中频电源主电路设计学生姓名马宗亮学号1103040311专业班级电气1103设计内容与要求设计数据：（1）额定中频电源输出功率PH=100kW，极限中频电源输出功率PHM=1.1PH=110kW；（2）电源额定频率f=1kHz；（3）逆变电路效率h=95%（4）逆变电路功率因数：cosj=0.81，j=36º；（5）整流电路最小控制角amin=15º；（6）无整流变压器，电网线电压U

2、L=380V；（7）电网波动系数A=0.95~1.10。设计要求：（1）画出中频感应加热电源主电路原理图；（2）完成整流侧电参数计算；（3）完成逆变侧电参数计算。/起止时间2011年6月3日至2011年6月9日指导教师签名年月日系（教研室）主任签名年月日学生签名马宗亮2014年6月25日目录1.1课程设计的题目………………………………………………（1）1.2设计思想及内容………………………………………………（2）1.3主电路原理图…………………………………………………（6）1.4元器件清单…………………………………

3、..…………………（7）1.5设计总结……………………………………………………..…（8）参考文献…………………………………………………………………（8）电力电子技术课程设计1.1课程设计的题目1.原始数据及资料：（1）额定中频电源输出功率PH=100kW，极限中频电源输出功率PHM=1.1PH=110kW；（2）电源额定频率f=1kHz；（3）逆变电路效率h=95%；（4）逆变电路功率因数：cosj=0.81，j=36º；（5）整流电路最小控制角amin=15º；（6）无整流变压器，电网线电压UL=380V；（7

4、）电网波动系数A=0.95~1.10。2.设计要求（1）画出中频感应加热电源主电路原理图；（2）完成整流侧电参数计算；（3）完成逆变侧电参数计算。1.2设计思想及内容1.设计思想中频电源装置的基本工作原理，就是通过一个整流电路把工频交流电变为直流电，经过直流电抗器最后经逆变器变为单相中频交流电供给负载，所以中频电源装置实际上是交流电-直流电-交流电-负载。2．设计内容：一．整流电路的设计1.整流电路的选择：本设计不用整流变压器而直接由380V三相交流接入再整流为直流电源。常用的三相可控整流的电路有三相半波三相半控桥

5、三相全控桥双反星形等。三相全控桥整流电压脉动小，脉动频率高，基波频率为300Hz，所以串入的平波电抗器电感量小，动态响应快，系统调整及时，并且三相全控桥电路可以实现有源逆变，把能量回送电网或者采用触发脉冲快速后移至逆变区，使电路瞬间进入有源逆变状态进行过电流保护。三相全控桥式可控整流电路与三相半波电路相比，若要求输出电压相同，则三相桥式整流电路对晶闸管最大正反向电电压的要求降低一半；若输入电压相同，则输出电压比三相半波可控整流是高一倍。而且三相全控桥式可控整流电路在一个周期中变压器绕组不但提高了导电时间，而且也无直

6、流流过，克服了三相半波可控整流电路存在直流磁化和变压器利用率低的缺点。从以上比较中可看到：三相桥是可控整流电路从技术性能和经济性能两方面综合指标考虑比其他可控整流电路有优势，故本次设计确定选择三相桥式可控的整流电路。因为电源额定频率f为1KHZ,所以三相桥式可控整流电路中的晶闸管选择快速晶闸管。2.整流侧参数计算：(1)直流侧最大输出功率：Pdm==1.1=1.1×=115.79Kw(2)整流侧输出电压：Ud=1.35ULcosa=1.35×380×cos15°=495.52V(3)整流侧输出电流：Id==115.

7、79×=233.67A(4)晶闸管额定电压：UTN=(1+10%)×380××2=1182.28V(5)晶闸管额定电流：ITN=2××=171.87A1.整流侧电路图：三相桥式全控整流电路是三相半波共阴极组与共阳极组整流电路的串联，在任何时刻都必须有两个晶闸管导通才能形成导通回路，其中一个晶闸管是共阴极组，另一个晶闸管是共阳极组。六个晶闸管导通顺序为VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6，每隔60°一个晶闸管换相。为了保证在任意时刻都必须有两个晶闸管导通，采用了双脉冲触发电路，在一个周期内对每个晶闸管连续触

8、发两次，两次脉冲前沿的间隔为60°。电路图如下：一．逆变电路的设计逆变电路也称逆变器，它与整流相对应，把直流电变成交流电，本次设计采用电流型逆变电路，主要由滤波电容、晶闸管、换相电容、换相电感组成。整流电路的输出电压作为逆变电路的直流侧输入电压，且本次设计不考虑换相过程。整流之后的直流电压相当于逆变电路的电源，经过大电感的滤波，使得流经电路的电流的方向不变，